ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ТА РОЗДІЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ЦИФРОВОГО ВИМІРЮВАЧА ВІДСТАНІ

Abstract

Problems. Optical distance meters allow measurements of distances to various probing objects. One of the problems is to provide high-resolution, precision and resolution of light-range finders. Therefore, research and improvement of these parameters is relevant. The main methods of constructing equipment for measuring distances are pulsed and phase methods.The purpose of the research. In the article the variant of construction of the structural scheme of the phase-pulse distance meter is used with the use of a highly stable quartz oscillator.Implementation method. The use of a single source of quartz frequency for the formation of a low frequency modulation of the light flux, the reference frequency of the measuring channel and two pulses of quantization frequencies, the selected phase intervals, increases the stability of the parameters of both the emitted light flux and the response signals when converted.The use of a digital cache integrator allows, for example, 10 or 100 times to reduce the effect of these components by determining the average value of "bundles" of pulses from a selected integer number.Conclusions. The proposed algorithm for choosing the ratio of frequency modulation and quantization frequencies can improve the accuracy and resolution of distance measurement, due to the possibility of changing the quantization frequency and the weight of the electronic scale. The introduction of digital signal processing and the integration of the dedicated phase-frequency range increases the resistance of the meter to the noise effects of the external environment and the configuration of the object of study on the parameters of the light flux.Further promising research and development of the proposed technical solution may be the development of a scheme for compensating the hardware noise of the measuring channel, using an additional switching-modulation conversion, which will increase the sensitivity of the light-meter and increase the measurement range of the proposed device.Оптические измерители расстояния позволяют проводить измерения расстояний до различных объектов зондирования. Одной из проблем при этом является обеспечение высокой стабильности, точности и разрешения светодальномеров. Поэтому исследования и улучшения этих параметров являются актуальными. В статье рассмотрен вариант построения структурной схемы фазоимпульсного измерителя расстояния с использованием высокостабильного кварцевого генератора. Использование единого источника кварцованой частоты для формирования низкой частоты модуляции светового потока, опорной частоты измерительного канала и двух импульсных частот квантования, выделенных фазовых интервалов, увеличивает стабильность параметров, как излучаемого светового потока, так и сигналов отклика при их преобразовании.Предложенный алгоритм выбора соотношения частоты модуляции и частот квантования позволяет повысить точность и разрешение измерения расстояния, благодаря полученной возможности изменения частоты квантования и значимости электронной шкалы. Введение цифровой обработки сигналов и интегрирования выделенного фазочастотного интервала повышает устойчивость измерителя к шумовым воздействиям внешней среды и конфигурации объекта исследования на параметры светового потока.Оптичні вимірювачі відстані дозволяють проводити вимірювання відстаней до різноманітних об’єктів зондування. Однією із проблем є забезпечення високої стабільності, точності та роздільної здатності світлодалекомірів. Тому дослідження та покращення цих параметрів є актуальним.В статті розглянутий варіант побудови структурної схеми фазоімпульсного вимірювача відстані з використанням високостабільного кварцового генератора. Використання єдиного джерела кварцованої частоти для формування низької частоти модуляції світлового потоку, опорної частоти вимірювального каналу та двох імпульсів частот квантування, виділених фазових інтервалів, збільшує стабільність параметрів, як випромінюваного світлового потоку, так і сигналів відгуку при їх перетворенні.Запропонований алгоритм вибору співвідношення частоти модуляції та частот квантування дозволяє підвищити точність та роздільну здатність вимірювання відстані, завдяки отриманій можливості зміни частоти квантування та вагомості електронної шкали. Введення цифрової обробки сигналів та інтегрування виділеного фазочастотного інтервалу підвищує стійкість вимірювача до шумових впливів зовнішнього середовища та конфігурації об’єкта дослідження на параметри світлового потоку